JP4801511B2 - Ball screw - Google Patents
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Description
本発明は、特にナット両端側にデフレクタと呼ばれるボール循環用駒を用いてボールを循環させるボールねじに関するものである。 In particular, the present invention relates to a ball screw that circulates balls using ball circulation pieces called deflectors on both ends of a nut.
従来からデフレクタ方式と称し、駒を用いてナット内面とねじ軸外面間の螺旋ねじ溝空間から、ナットの片側を介してボール(鋼球)を掬い上げ、ナット内部の戻し通路を通して、ナットの反対側から再びねじ溝空間に戻して、連続した循環運動をする方式のボールねじとして、各種のものが提案され実用化されている。 Conventionally referred to as a deflector system, a ball (steel ball) is scooped up from the spiral thread groove space between the inner surface of the nut and the outer surface of the screw shaft using a piece, through one side of the nut, and opposite the nut through the return passage inside the nut Various types of ball screws have been proposed and put into practical use as a method of returning to the thread groove space from the side and performing a continuous circulation motion.
例えば、特許文献1に開示されたようなエンドデフレクタ方式のボールねじが知られている。このようなデフレクタ方式における循環部品である駒は、ナットの戻し通路とねじ溝空間とを連通する循環用通路を有しており、一体成形品例えばロストワックスなどの精密鋳造品で製作したり、或いは合成樹脂による射出成形品で製作したりしている。 For example, an end deflector type ball screw as disclosed in Patent Document 1 is known. The piece that is a circulating part in such a deflector system has a circulation passage that communicates the return passage of the nut and the thread groove space, and is manufactured by a precision casting product such as an integral molded product such as lost wax, Or it is manufactured with the injection molding article by a synthetic resin.
確かに、これらの製品の製作精度が向上しており、組込み時の各通路間の接続部分のつながりは格段に向上しているものの、製品の製作誤差は駒自身だけでなく、取付用のナット切欠部にもあり、ボールねじ製品個々の組立調整が製品性能に非常に大きく、重要な意味を持っている。つまり、これらの接続部分が如何に円滑につながるかによって、循環するボールが無理なく通過してゆき、振動の発生、騒音の発生に影響を与えることになる。 Certainly, the manufacturing accuracy of these products has improved, and the connection between the passages during assembly has been greatly improved, but the product manufacturing error is not only the piece itself, but also the mounting nut. It is also in the notch, and the assembly adjustment of each ball screw product is very large in product performance and has an important meaning. In other words, depending on how smoothly these connecting portions are connected, the circulating ball will pass through reasonably and affect the generation of vibration and noise.
前述した従来技術においては、組立時に例えば駒のナット側の戻し通路への連通部の接続部分を合わせると、他方のねじ溝空間からの掬い上げ部分の接続部分において、更に微調整が必要になる。しかも通常では、このような駒の接続部分は目視不能なので、一旦組み付けてボールを通して、そのときの音や振動を組立作業者が自分の耳、指先の感覚で判断して、手作業により掬い上げ部分を手直しして組み付ける必要があり、組み付け工数がかかり、全体としてコストアップの大きな要因である。また、製品毎、作業者毎に性能にばらつきが発生しがちであり、製品全体の品質の均一性を保持することが困難である。 In the above-described prior art, if the connecting portion of the communicating portion to the return passage on the nut side of the piece is matched at the time of assembly, further fine adjustment is required in the connecting portion of the scooping portion from the other thread groove space. In addition, since the connecting part of such a piece is usually not visible, the part is assembled and passed through the ball, and the assembly worker judges the sound and vibration at that time with his / her ears and fingertips, and the part is scooped up manually. It is necessary to rework and assemble, and it takes assembling man-hours. In addition, performance tends to vary from product to product and from worker to worker, and it is difficult to maintain the uniformity of the quality of the entire product.
更に、このようなデフレクタ方式のボールねじは、最近では例えば特許文献2、3に記載されたような各種構造が提案されている。これらの装置には、支持突出部、或いはサポーティングショルダを有するボール案内部材を用いた装置が示されている。これらの2つの類似構造は、何れもナット切欠部の表面と駒表面側との間でボール転動通路を構成しており、ボール案内部材を取り付けるナット切欠部への位置関係を正確に形成する必要があり、そのためナットの切欠部形状が複雑になる。 Furthermore, various types of structures such as those described in Patent Documents 2 and 3 have recently been proposed for such a deflector-type ball screw. In these devices, a device using a ball guide member having a support protrusion or a supporting shoulder is shown. Both of these two similar structures constitute a ball rolling passage between the surface of the nut notch and the surface of the piece, and accurately form the positional relationship to the nut notch to which the ball guide member is attached. Therefore, the shape of the notch of the nut becomes complicated.
つまり、ナットへの切欠部と前述した支持突出部、或いはサポーティングショルダでの位置合わせをすることにより、ボール案内部材をナットに取り付けようとするものであり、何れも取付後の微調整が困難となる。 In other words, the ball guide member is to be attached to the nut by aligning the notch to the nut with the above-described support protrusion or the supporting shoulder, and it is difficult to make fine adjustments after the attachment. Become.
本発明の目的は、上述の課題を解決し、高周速で低騒音を達成し、ねじ転動溝からナット側の循環用駒への円滑な掬い上げ、循環用駒からナットの戻し通路への円滑な転動を達成し、循環用駒へのボール掬い上げ部分の接続部分の微調整を目視により可能にするボールねじを提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, achieve a low noise at a high peripheral speed, smoothly scoop up from the screw rolling groove to the circulating piece on the nut side, and from the circulating piece to the return passage of the nut. It is an object of the present invention to provide a ball screw that achieves smooth rolling and allows fine adjustment of the connecting portion of the ball scooping portion to the circulation piece.
上記目的を達成するための本発明に係るボールねじは、外周面にねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ溝に螺合するねじ溝を内周面に形成すると共に側面を軸方向に貫通するボール戻し通路を有するナットと、前記両ねじ溝間と前記ボール戻し通路とを連通する湾曲したボール循環用通路を有し前記ナットの両側面にそれぞれ装着するボール循環用駒と、前記両ねじ溝間、前記ボール戻し通路及び前記循環用通路を転動して循環可能に挿入された多数のボールとから構成したボールねじにおいて、前記ナットには、前記循環用駒を装着するために扇形に切り欠いた切欠部を両端部に形成すると共に前記切欠部に面する前記ボール戻し通路の開口端に座ぐり穴を形成し、前記循環用駒には、前記循環用通路の開口端に設け、前記座ぐり穴に同心状に結合し支点として回動して前記循環用通路の反対側開口端を前記ナットのねじ溝からの掬い上げ通路に位置合わせをするための環状突起を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a screw groove formed on an outer peripheral surface thereof, a screw groove screwed into the screw groove formed on an inner peripheral surface, and a side surface penetrating in an axial direction. A nut having a ball return passage, a ball circulation piece having a curved ball circulation passage communicating between the both screw grooves and the ball return passage, and mounted on both side surfaces of the nut, and the both screws In the ball screw composed of a plurality of balls inserted so as to be able to circulate by rolling between the grooves, the ball return passage and the circulation passage, the nut is fan-shaped for mounting the circulation piece. the counterbore forms a notch formed by cutting the open end of the ball return path facing the cutout portion so as to form at both ends, wherein the circulation piece, provided in an opening end of the circulation passage, concentric to the pocket hole Bound rotates as a fulcrum, characterized in that the formation of the annular projection for positioning the scooping path from the screw groove of the nut opposite the open end of the circulation passage.
本発明に係るボールねじによれば、循環用駒の循環用通路からナットのボール戻し通路への接続部分を、筒入れの同心状結合部とすることで循環用駒を取り付けた際の調整を省略できる。 According to the ball screw of the present invention, the connection portion from the circulation passage of the circulation piece to the ball return passage of the nut is a concentric coupling portion of the cylinder case, so that adjustment when the circulation piece is attached is performed. Can be omitted.
また、この同心状結合部を他方のナットのねじ溝から循環用駒の循環用通路への掬い上げ部分の接続調整の回動支点とすることにより、組付調整を従来に比べて格段に容易に、かつ組立時間の大幅短縮が達成できる。 Further, with the rotation fulcrum of the connection adjustment scooping portion of the concentric coupling portion from the screw groove of the other of the nut to the circulation passage of the circulation piece, much easily than the assembly adjustment to the conventional In addition, a significant reduction in assembly time can be achieved.
従って、ボールの循環が円滑となり、振動抑制、騒音低下などの効果が得られ、更に循環用駒とナット間にスペーサを挟み込んで固着すれば、ボール戻し通路とねじ溝との位相差を調整できると共に、スペーサとして制振材を用いれば、ボールと循環用駒間で発生する振動や音を抑制することができる。 Accordingly, the circulation of the ball becomes smooth, and effects such as vibration suppression and noise reduction can be obtained. Further, if the spacer is sandwiched and fixed between the circulation piece and the nut, the phase difference between the ball return passage and the screw groove can be adjusted. At the same time, if a damping material is used as the spacer, vibration and sound generated between the ball and the circulation piece can be suppressed.
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
図1の斜視図に示すように、鎖線で示すねじ軸10の外周にナット20が螺合されている。ねじ軸10には所定リードのねじ溝11が形成され、ナット20にはねじ溝11に対応するねじ溝21が形成されている。ナット20の外側中央部にフランジ22が設けられ、両側面側に形成された切欠部23、23のそれぞれに循環用駒30が嵌合されている。
As shown in the perspective view of FIG. 1, a
ナット20内には、図2に示すようにボールの戻し通路24が設けられ、この戻し通路24の両端側にはほぼ扇形の切欠部23、23が形成され、戻し通路24は切欠部23、23の底部同士を結ぶナット20内に貫通孔の形で穿孔されている。そして、戻し通路24の両開口端には座ぐり穴25、25が同心状に形成されている。
As shown in FIG. 2, a
このボールねじにおけるボール循環方式は、切欠部23、23に循環用駒30を装着して、ねじ軸10とナット20間のねじ溝11、21から掬い上げたボールを戻し通路24に移送する循環用通路を形成した所謂エンドデフレクタ方式である。
In this ball circulation system, a
図1、図3に示すように、循環用駒30は扇形の切欠部23、23に嵌合する形状とされ、循環用駒30は図4に示すように半部30aと半部30bとに2分割されており、これらの接合面のそれぞれにボールが通過する湾曲溝31と32が形成され、これらの湾曲溝31、32を合わせると循環用駒30の循環用通路33となり、ナット20のねじ溝21からの掬い上げ溝26と戻し通路24とを連通する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
循環用駒30の戻し通路24への接続部には、半部30aと半部30bとを接合したときに、循環用通路33の出入口において環状突起となる半環状突起34と35とが形成されている。更に、半部30aと30bのそれぞれには貫通孔36、37が穿孔されており、半部30a、30bをナット20の切欠部23の底面に設けたねじ穴27、27にねじ止めするようになっている。
このような循環用駒30をナット20に装着する場合に、半部30aと30bを別個に1個ずつ切欠部23に装着することで、正確な位置合わせが可能となる。例えば図5では、ナット20の左側において半環状突起34が座ぐり穴25に挿入した状態で、半部30aがナット20の切欠部23に配置されている。そして、この状態でナット20のねじ溝21からの掬い上げ溝26に対して、半部30aの循環用通路33を構成する湾曲溝31のボール転動面を一致させて、ねじ溝21からボールが円滑に掬い上げられるように、半環状突起34を回転支点として回動調整することができる。そして、調整した位置でねじ40aにより固定する。
When such a
次に、半部30bを先に固定した半部30aと接合面を合わせ、図示しない半環状突起35を座ぐり穴25に挿入配置する。そして、ねじ40bによりナット20に固定すると、循環用駒30の装着が完了する。
Next, the
従来ではナットねじ溝からの掬い上げ溝との円滑な接続調整ができなかったが、本実施例によれば目視による微調整が可能であり、組立作業の効率化が達成できる。 Conventionally, the smooth connection adjustment from the nut screw groove to the scooping groove could not be performed, but according to the present embodiment, fine adjustment by visual observation is possible and the efficiency of the assembly work can be achieved.
更に、循環用駒30の形状については単体構造でもよい。実施例では、循環用駒30を2つの半部30a、30bに分割して構成したが、金属製であれば例えばロストワックスのような精密鋳造法によって、或いはプラスチックスであれば射出成形などによって一体成形で構成することができ、一体でも掬い上げ部分の位置合わせの調整は、戻し通路24の座ぐり穴25に嵌合した環状突起を回転支点にして行うことができる。
Further, the shape of the
また、循環用駒30とナット20間に、図6に示すように振動吸収性能を有する板状の所謂制振材料から成るスペーサ50を挟着し、スペーサ50に設けられた孔部を通した循環用駒30の環状突起を、戻し通路24の座ぐり穴25に嵌合するように構成し、調整後にナット20に固定することで、循環用駒30内を通過するボールと循環用駒30間で発生する振動や音を、このスペーサ50により抑制することができる。
In addition, a
なお、スペーサ50にはねじ40a、40bを挿通する孔部が設けられている。また、スペーサ50の厚みは循環用駒30の環状突起の高さよりも十分に小さくされ、環状突起の回動支点作用を妨げないようにされている。このスペーサ50に使用する制振材としては、例えばセイシン株式会社製の制振合金のような材料が市販されている。
The
このように、循環用通路33からナット20の戻し通路24への接続部分を先ず同心状に位置合わせをすることで、ナット20の戻し通路24とねじ溝21との位相差を調整できると共に、循環用駒30を取り付けた際の調整を省略でき、組立時間の大幅短縮が達成できる。
Thus, the connection portion from the
なお、循環用駒30の形状については、両端切り上げ方式への採用ができる。ボールねじのねじ軸において、ねじ両端を切り上げてある型式においても、本実施例のように2分割した循環用駒30とすることで、循環用駒30の一方のみを装着調整した段階で、ボールを組み入れることができる。
In addition, about the shape of the
なお、半割り形状の循環用駒30を説明したが、一体形状でも実施可能である。この場合に、例えば三次元CADデータから直接金属部品の造形を可能にした金属粉末をレーザー焼結による積層造形方法(商品名EOSINT)のような方法やロストワックスによる精密鋳造法により製作することができる。
Although the half-divided
10 ねじ軸
11、21 ねじ溝
20 ナット
23 切欠部
24 戻し通路
25 座ぐり穴
30 循環用駒
30a、30b 半部
31、32 弯曲溝
33 循環用通路
34、35 半環状突起
36、37 突起
40 ねじ
50 スペーサ
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